블럭체인 레이어 개념(layer1 과 layer2)

레이어란?

블록체인 시스템에서 시스템의 기능과 목적에 따라 구조적으로 나뉜 단계를 의미합니다. 특히, 블록체인 기술에서는 기능, 속도, 확장성 등의 개선을 위해 레이어 개념이 많이 사용되며, 이를 통해 여러 계층의 기술이 상호 작용합니다.

 

레이어1, 레이어2가 생겨난 이유를 알기위해 블록체인의 트릴레마를 알아야합니다.

블록체인의 트릴레마

트릴레마는 블록체인의 핵심 원칙인 보안과 탈중앙화, 확장성이라는 세 가지 속성의 균형을 맞추는 기능을 말합니다. 세 가지 속성의 균형이 필요하지만 모든 블록체인은 세 가지 속성을 동시에 모두 보유할 수 없고 두 가지 속성만을 보유할 수 있습니다.예를 들어 비트코인의 블록체인은 탈중앙화 보안을 최적화 했지만 확장성에는 한계가 있습니다. 즉, 어떠한 블록체인도 이 세 가지 기능을 모두 충족할 수 없습니다. 

이러한 블록체인 트릴레마를 해결하기 위해 나온 기술이 레이어1, 레이어2 형태입니다.

비트코인과 이더리움은 가장 안전하고 탈중앙화된 디지털 화폐입니다. 카르다노, 아발란체, 솔라나는 비트코인과 이더리움의 확장성 문제를 활용해 두각을 나타내고 있는 레이어1 암호화폐입니다.

Layer 0 블록체인

주로 기본 블록체인을 연결하는 인프라 계층을 의미합니다. 여러 블록체인 간의 상호 운용성을 제공하는 것을 목표로 합니다. 레이어 0 네트워크를 통해 서로 다른 블록체인(비트코인, 이더리움 등)이 연결되어 데이터와 자산을 쉽게 교환할 수 있습니다. 대표적인 예로 폴카닷, 코스모스, 아발란체 있습니다.

Layer 1  블록체인

레이어 1(Layer 1)은 블록체인 네트워크의 기본적인 프로토콜이자 메인 네트워크를 의미하며, 블록체인 생태계에서 모든 트랜잭션과 스마트 계약이 이루어지는 기반 구조입니다. 레이어 1은 주로 합의 메커니즘, 보안, 데이터 저장, 검증 과정 등을 담당하며, 비트코인과 이더리움이 대표적인 레이어 1 블록체인입니다. 레이어 1의 가장 큰 특징은 탈중앙화, 보안성, 그리고 확장성으로, 이 세 가지를 조화롭게 구현하는 것이 목표입니다.

레이어 1의 문제점 중 하나는 확장성 한계입니다. 블록체인 네트워크는 탈중앙화 특성상 많은 노드가 트랜잭션을 검증해야 하므로 처리 속도가 느려질 수 있습니다. 특히 사용자가 많아질수록 네트워크 혼잡으로 인해 수수료가 증가하고 처리 속도가 느려지는 문제가 발생합니다. 이를 확장성의 삼중 딜레마라 하며, 확장성, 보안, 탈중앙화 중 하나를 선택하면 다른 두 가지를 희생해야 하는 딜레마가 존재합니다.

이를 해결하기 위한 방법으로 다양한 합의 알고리즘이 도입되었습니다. 비트코인은 작업 증명(PoW) 방식을 사용하여 높은 보안성을 제공하지만, 속도가 느리고 에너지 소모가 큰 단점이 있습니다. 이더리움 2.0에서는 이를 개선하기 위해 지분 증명(PoS) 방식으로 전환하여 속도와 효율성을 높이고자 하였습니다. 이외에도 대표적인 레이어 1 블록체인으로 솔라나(Solana)와 카르다노(Cardano)가 있으며, 각각의 합의 메커니즘과 아키텍처를 통해 고유의 확장성 해결책을 제시하고 있습니다.

또한, 일부 레이어 1은 상호 운용성을 지원하여 다른 블록체인과 연결될 수 있도록 설계되었습니다. 예를 들어 폴카닷(Polkadot)과 코스모스(Cosmos)는 자체 생태계 내 다양한 체인이 서로 데이터를 교환하고 트랜잭션을 처리할 수 있는 멀티체인 구조를 갖추고 있습니다. 이러한 레이어 1 블록체인들은 다양한 디앱(DApp)을 실행할 수 있는 플랫폼을 제공하여 사용자와 개발자들에게 새로운 기회를 제공합니다.

레이어 1은 블록체인 생태계의 근간이 되는 핵심 계층으로, 블록체인의 발전과 확장을 위해 끊임없이 개선되고 있으며, 이를 통해 더 많은 디앱과 서비스들이 운영될 수 있는 환경을 마련하고 있습니다.

Layer2 블록체인

레이어 1의 문제점을 보완하기 위해 만들어진 2차 네트워크로 레이어 1의 블록체인과 연결되면서도 독립적으로 운영되는 구조입니다. 레이어 2는 주로 확장성 개선을 목표로 하며, 많은 트랜잭션을 레이어 1 이 아닌 별도의 네트워크에서 처리하여 레이어 1의 부담을 줄입니다. 레이어2 블록체인은 일반적으로 레이어 1 블록체인의 보안을 상속하고 동시에 유틸리와 최적화된 확정성을 제공합니다. 즉, 부족한 확장성을 제공해주는 시스템입니다.

레이어 2은 이더리움 레이어2 솔루션인 Arbitrum, ZkSync, StarkNet, Optimism 등이 있고 비트코인 레이어 2 솔루션인 라이트닝 네트워크가 있습니다.

 

블록체인에서 확정성이 필요한 이유

A도시와 교외의 B도시 사이에 새로운 고속도로가 건설되었다고 상상해보세요. 도시가 급격하게 성장하며 교통량이 증가함에따라 A와 B도시 이동 평균 시간이 크게 늘어나게 됩니다. 도로 인프라의 한계와 수요의 증가로 인해 발생하게 됩니다. 이를 해결하기 위해 해결책중 하나는 완전히 새로운 도로를 추가 건설하는것입니다. 하지만 이것은 많은 비용이 발생하게 됩니다. 다른 방법으로는 추가 서비스 도로나 경전철 노선을 개설하는 등 핵심 인프라 변경과 관련되지 않는 방법이 있습니다. 

여기서 layer 1은 기본 고속도로이고 추가 서비스 도로, 경전철이 layer 2 솔루션이 되는 것입니다.

즉, 사용자 수가 증가하고 동시 트랜잭션 수가 증가함에 따라 레이어 1 블록체인은 사용 속도가 느려지고 비용이  많이 들게 됩니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 확장성이 필요하게되었고 layer2 서비스가 생겨나게 된것입니다.

 

Layer2 확장 솔루션의 문제

layer2는 확장성을 향상시켜 훨씬 빠르고 값싼 가스피를 제공합니다. 하지만 사용하는 방법에 따라 보안에 치명적일 수 있습니다.